Bài giảng Khoa học đất - Chương 4: Các tính chất vật lý cơ bản của đất

Chương 4
CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ 
CƠ BẢN CỦA ĐẤT
bài 1
MÀU SẮC VÀ SA CẤU ĐẤT
Màu sắc của đất
Là 1 trong những tính 
chất dùng để phân 
lọai đất và xác định 
tính thích hợp trong 
sử dụng đất
Ít ảnh hưởng trực tiếp 
đến trạng thái đất, 
nhưng có liên quan 
đến các tính chất 
khác, như khả năng 
tiêu nước
1. Màu sắc
Lớp phủ trên bề mặt các hạt: 
O.M. có màu sậm, oxides Fe và 
Al (đỏ & vàng)
thể hiện chế độ thủy văn
ẩm độ 
Khoáng học (calcite, hematite, 
manganese)
Hệ thống màu Munsell
Màu sắc
1. Hue: sắc màu
2. Value: độ sáng
3. Chroma: độ chói
“định lượng màu sắc” sử dụng hệ thống 
Munsell
Colorimeters, spectrophotometers
Color
• Hue –sắc màu (ví dụ., 5R) : đỏ (red); không nói lên đất 
có màu sậm hay sáng
• Value –độ sáng (ví dụ., 10R 5/ ) độ sáng sậm: (0 là sậm 
nhất) có thể thể hiện chế độ ẩm (sậm = ẩm ướt) và hàm 
lượng chất hữu cơ. 
• Chroma –độ chói (ví dụ., 10R 5/8) cường độ màu (0 = 
xám). Chỉ thị chế độ thủy văn (tiêu nước tốt = cao= 
chroma cao)
“định lượng màu” dùng hệ thống Munsell
8/
6/
5/
4/
3/
2/
Hue
Value
/8/4/3/2/1 /6
7/
Chroma
5Y 5R5YR 5G10YR
Color
8/
6/
5/
4/
3/
2/
Hue
Value
/8/4/3/2/1 /6
7/
Chroma
10Y 10R10YR 10G 10HP
10R
4/
/4
10R 4/4
1st
2nd
3rd
Một trang của bảng so màu Munsell 10YRHue
V
a
lu
e
Chroma
Color
Tên màu Munsell
Câu hỏi
• Tầng phát sinh nào sau đây có hàm lượng chất 
hữu cơ cao?
5R 5/6
hay 
10YR 1/7?
Sa cấu
• Sa cấu là một tính chất vật 
lý rất quan trọng của đất. 
Sa cấu ảnh hưởng đến: 
• 1) khả năng di chuyển của nước trong 
đất, 
• 2) khả năng giữa nước của đất,
• 3) độ phì tiềm tàng của đất, 
• 4) thích hợp cho xây dựng?
Định nghĩa
• Phần trăm (%) các hạt cát, 
thịt và sét trong mẫu đất
• Tiêu chuẩn để nhận biết 
trạng thái và quản lý đất
• Sa cấu không thay đổi trên 
đồng ruộng, nhưng thay 
đổi trong chậu khi được 
trộn lẫn các hạt với nhau.
Kích thước đường kính hạt
• Đường kính hạt được chia thành:
– 2 m: tảng đá 
– Mảnh vụn, sỏi, sạn, kết von > 2 
mm
– cát < 2 mm - 0.05 mm
– Thịt < 0.05 mm - 0.002 mm
– sét < 0.002 mm
Mảnh vụn thô
• > 2 mm
• Hòn sỏi, cuội, đá 
tảng
• Không được xem 
là thành phần của 
sa cấu đất (sa cấu 
đất chỉ xét cát hạt 
cát, thịt và sét-
thành phần mịn 
của vỏ quả đất)
Cát
• 0.05 mm
• Có thể nhìn thấy bằng 
mắt thường
• Dạng tròn, góc cạnh
• Hạt cát có màu trắng 
sáng: thạch anh (quartz), 
màu sậm: nhiều khóang
• Cát trong đất có thể có 
màu nâu, vàng, đỏ do 
lớp phủ của 0xide Fe và 
Al.
Nhận diện
• Cảm giác thô, nhám 
• Rời rạc, không dính, 
không dẽo, không 
nặn hình được.
Tính chất
• Diện tích bề mặt riêng thấp
• Hàm lượng dinh dưỡng 
khóang trong cát thấp hơn 
các hạt mịn hơn (thịt, sét)
• Lỗ rỗng giữa các hạt cát lớn, 
nên thóat nước tốt
• Giữ nước kém, đất dễ bị hạn
Thịt
• 0.002 mm
• Không nhìn thấy bằng mắt 
thường
• Thạch anh chiếm ưu thế 
trong hạt thịt, do các khoáng 
khác đã bị phong hóa.
Thịt
• Không cảm giác thô nhám
• Mịn như bột mì
• Khi ướt không dính, không 
dẽo
• Kích thước hạt càng nhỏ, càng 
phong hóa nhanh (không phải 
khóang thạch anh)
• Hạt càng nhỏ, giữ nước cho cây 
trồng càng nhiểu, thóat nước 
kém hơn hạt cát.
• Dễ rửa trôi – bào mòn mạnh.
• Giữ nhiều dinh dưỡng cho cây 
hơn cát.
www.pedrocreek.org/ fishcommittee.html
sét
• < 0.002 mm 
• Hạt rất nhỏ-hạt keo
– Tốc độ lắng rất chậm khi hòa 
vào nước
• Diện tích bề mặt rất lớn
– 1 muỗng canh= sân bóng đá
• Dính, dẽo, nặn tượng, vo 
tròn.
• Trương nở, co ngót.
• Các lỗ rổng rất nhỏ 
– Nước và không khí di chuyển rất 
chậm
• Khả năng giữ nước 
– Khả năng giữ nước rất mạnh-
không phải tất cả đểu hữu dụng đối 
với cây trồng.
• Lực giữ cao-đất nặng
• co-trương ảnh hưỡng đến xây 
dựng.
• Hấp phụ hóa học lớn
Theo anh/chị, tỉ lệ cát, thịt, 
sét của đất như thế nào là 
tốt cho sinh trưởng của cây 
trồng? Sand: ______%
Silt: _______%
Clay: ______%
Phân lọai sa cấu đất nông nghiệp
• Đất cát (sa cấu thô)
– Cát mịn
– Cát rất mịn
• Đất thịt (sa cấu trung bình)
• Đất sét (sa cấu mịn)
Tam giác sa cấu
Đất cát
• Sa cấu thô
– cát
– Cát pha thịt
Đất thịt
• Sa cấu thô-trung 
bình
– Thịt pha cát
– Cát mịn
– Thịt
Đất thịt-thô
• Sa cấu trung 
bình
– Thịt pha cát 
rất mịn
– Thịt
– Thịt –sét-cát
– Thịt trung 
bình
Đất thịt mịn
• Sa cấu mịn trung bình
– Thịt-sét pha cát
– Thịt pha sét
– Thịt pha sét
Đất sét
• Sa cấu mịn
– Sét pha thịt
– sét
– Sét pha cát
Sự thay đổi sa cấu
• Sa cấu đất chỉ có thể thay 
đổi khi trộn các lọai đất có 
sa cấu khác nhau với 1 
lượng nhỏ
• Trộn cát với sét để làm vật 
liệu xây dựng
• Thêm than bùn hay phân 
hữu cơ vào đất sẽ không làm 
thay đổi sa cấu đáng kể – vì 
chỉ thêm vào chất hữu cơ, 
không phải là cát, thịt, sét
• Theo thời gian (1000 năm) 
các tiến trình thổ nhưỡng 
sẽ làm thay đổi sa cấu các 
tầng phát sinh.
• Đất càng già cổi, cát phong 
hóa thành thịt, thịt phong 
hóa thành sét..vì vậy đất 
càng già cổi càng nhiều 
sét..
Chuyển vị sét = hình thành tầng phát sinh B
• Sét chuyển vị từ trên xuống, 
nên tầng B có hàm lượng sét 
nhiều hơn tầng bên trên. 
• Tầng B‘Argillic’ hình thành, 
có tích tụ sét (Bt)
Argillic = 
Phẩu diện sa cấu.
• Biểu đồ sa cấu diễn tả sa 
cấu đất từ tầng mặt đến 
tầng mẫu chất, cho thấy 
sự tăng/giảm hàm lượng 
sét trong đất. 
Argillic = 
Sa cấu đất
• Sa cấu đất cũng 
có thể được xác 
định bằng “cảm 
giác”. 
• Thực hành và 
kinh nghiệm.
Xác định sa cấu-phương pháp cảm giác
• Làm ướt đất trong tay
• Vo thành sợi dài
• Độ dài của sợi thể hiện tỉ lệ 
sét
• Thô nhám: cát
• Láng mịn: thịt
Xác định sa cấu-tỉ trọng kế
• Vận tốc lắng (V) tỉ lệ với bình 
phương đường kính hạt (d)
• Hạt càng to, lắng càng nhanh
• Tỉ trọng của nước (huyền phù các 
hạt thịt và sét) nâng tỉ trọng kế 
lên 
Định luật Stokes
V = kd2
Tỉ trọng kế
• Sử dụng tỉ trọng kế để đo 
hàm lượng thịt và sét lơ 
lững trong nước sau 40 giây
• Hay số đọc lần 1 = thịt và 
sét trong huyền phù , trừ cho 
tổng lượng đất = lượng cát.
• Hay % cát =( tổng lượng 
đất –số đọc lần 1)/ tổng 
lượng đất) x100
2 giờ sau, đo lượng sét (phần còn lại sau 
khi cát và thịt đã lắng).
%sét = (số đọc lần 2/ tổng lượng đất )x 
100
% thịt= 
(số đọc #1) – (số đọc 2 #2)=% thịt
%thịt= 100 – [(% cát) + (% sét)]
Đưa nhẹ nhành tỉ trọng kế vào
Nguyên nhân hình thành?
ĐỘ RỔNG
• Nếu ta nén chặt hay cày cấy, 
độ rổng sẽ giảm.
• Đại tế khổng chứa đầy không khí
• Vi tế khổng chứa đầy nước
• Đất sét có tổng độ rổng lớn hơn đất cát
% PS = 100 * (1-[Db/Dp])
HIỂU ĐIỀU NÀY
Đại tế khổng và vi tế khổng
Nước thoát nhanh trong các đại tế khổng, 
và chậm trong vi tế khổng
Thịt
Đại tế khổng
Vi 
tế
khổng
Đại tế khổång
Cát thô
40
45
50
55
60
65
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Bulk density (Mg/m3)
P
o
re
 s
p
a
ce
 (
%
)
5. Độ rổng tương quan nghịch 
với dung trọng
Đ
ộ 
rổ
ng
 (
%
)
Dung trọng (g/cm3)
% độ rổng = 100 * (1-[Db/Dp])
***Cần nhớ cách tính dung trọng và tỉ trọng
Dung 
trọng
P đất khô
V đất
(rắn+rổng)
Tỉ 
trọng
P đất khô
V phần rắn
40
45
50
55
60
65
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Bulk density (Mg/m3)
P
o
re
 s
p
a
ce
 (
%
)
***Ghi chú:
↑ hàm lượng sét
•Khi hàm lượng sét tăng, độ rổng tăng và 
dung trọng giảm
Đ
ộ 
rổ
ng
 (
%
)
D ng trọng g/cm3
• Với 1 loại đất thịt
• Đào 1 hố trên tầng đất mặt, lấy tất cả đất đào được, 
cân trọng lượng, phơi khô và cân lại. 
• Đất mới đào cân nặng 470 g 
• Sau khi phơi khô cân nặng 390 g. 
• Thể tích của hố đất đào là 300 cm3.
Tính dung trọng của tầng đất này?
% độ rổng của tầng này?
Câu hỏi
= 100(1-[1.3g/cm3/2.65g/cm3]) = 51%
Db=Pđất khô/tổng thể tíchđất 
% PS = 100 * (1-[Db/Dp])
Nhớ công thức
= 390g/300cm3 = 1.3g/cm3
Dung trọng
• Biến động theo 2 yếu tố
– % độ rổng
– Tỉ trọng
Non-destructive soil corer
Db & Dp , % độ rổng Kích thước lỗ rổng???
(tổng độ rổng)
Khoa lấy mẫu nguyên dạng
a. Kích thước và hình dạng tế khổng
Tế khổng 
nén chặt (nhỏ)
Tế khổng 
sinh học
Đại tế khổng
Hạt cát Tế khổng
b. Kích thước và hình dạng tế khổng
Đại tế khổng > 0.08mm Vi tế khổng < 0.08mm
Tiêu nước nhanh Tiêu nước chậm
Luôn đầy không khí Luôn đầy nước
Rễ và động vật nhỏ Lông hút, vi khuẩn
Kích thước tế khổng có tầm quan trọng hơn so với 
tổng độ rổng trong việc tiêu nước, độ thoáng và 
các tiến trình khác của đất.
c. Tương quan giữa sa cấu và độ rổng 
(độ sâu mẫu đất = 10 cm)
Sa cấu O.M. 
(%)
Tổng độ 
rổng (%)
Đại tế khổng 
(%)
Vi tế khổng 
(%)
Thịt pha cát 2 42
Thịt pha cát
•Cấu trúc 
tốt
•Cấu trúc 
kém
5
5
50
50
17 25
27 23
40 10
d. ảnh hưởng của canh tác đến độ rổng
Lịh sử O.M. 
(%)
Tổng độ 
rổng (%)
Đại tế 
khổng (%)
Vi tế khổng 
(%)
Đồng cỏ tự 
nhiên 5.6 58.3
Cày xới
(50 năm) 2.9 50.2
32.7 25.6
16.0 34.2
Các tính chất vật lý của đất
• Màu sắc
• Sa cấu
• Tỉ trọng, dung trọng
• Độ rổng
• Cấu trúc
• Khả năng bền vững của đòan lạp
ảnh hưởng của sa cấu
cát Thịt sét
Khả năng giữ 
nước
Độ thoáng
Khả năng tiêu 
nước
Khả năng giữ 
dinh dưỡng
Thấp Trung bình cao
Tốt kémTrung bình
Chậm Rất chậmcao
caoThấp Trung bình
Sa cấu và nước trong đất
• Sa cấu ảnh hưởng lớn 
đến lượng nước trong 
đất.
Tính thấm của đất – diễn tả sự di chuyển của 
nước trong đất như thế nào
• Độ dẫn truyền Hydraulic Conductivity – sự di 
chuyển của nước trong đất = khả năng thấm
Khả năng thấm-độ dẫn truyền của nước
• Đất cát dẫn truyền 
nhanh, và giữ 
nước kém
• Đất sét dẫn truyền 
chậm và giữ nước 
cao.
Độ rỗng và tính thấm
• Độ rỗng: tổng các lỗ rỗng trong 
1 đơn vị thể tích đất
• Lỗ rỗng=tế khổng: nơi chứa và 
giữ nước của đất. 
• Khả năng thấm phụ thuộc vào 
kích thước hạt, lỗ rỗng và cách 
sắp xếp các hạt và lỗ rỗng (cấu 
trúc). 
• Độ khúc khủy, quanh co 
• Đường đi càng thẳng, lỗ rổng 
càng to: thấm càng nhanh. 
• Sét có khuynh hướng làm giảm 
kích thước lỗ rổng, tăng độ khúc 
khủy-giảm tính thấm. 
• Thông thường, tầng mặt có nhiều 
lỗ rổng lớn, độ rổng cao, tầng 
sâu: ngược lại
Độ sâu nước ngầm
The soil here will be
Saturated when the
Water table is high
địa hình-mực nước ngầm.
 Tiêu nước
• Tốt – đốm màu > 1,2m.
• Trung bình - đốm màu > 1-
1,2m
• Kém- đốm màu > 0,6m
• Rất kém – tầng mặt sậm 
- tầng sâu có màu sáng 
(đốm màu đỏ)
• Tiêu nước
• Tốt trung bình kém rất kém
chroma cao (sáng) – đất thóat nước tốt 
chroma thấp – xám, xám xanh,– tình trạng khử & mực nước ngầm cao
• A
• Bg
• Cg1
• Cg2
Xây nhà mới